壁畫類文物保護技術(shù)研究

摘要：壁畫類文物是我國五千年文明史的重要組成部分和物質(zhì)載體，具備深厚的歷史價值、藝術(shù)價值、科學(xué)價值、文化價值和社會價值。但經(jīng)受自然環(huán)境的長期侵擾以及人為破壞，古代壁畫會出現(xiàn)空鼓、顏料層脫落、酥堿、起甲、裂隙、表面污染、地仗層脫落等多種病害，因此對古代壁畫的保護與修復(fù)是當(dāng)前壁畫研究的主要工作之一。本文從壁畫病害的主要類型、成因與相關(guān)保護技術(shù)等方面，對壁畫類文物的保護與修復(fù)進行梳理，以期對未來的相關(guān)研究有所裨益。

關(guān)鍵詞：壁畫;病害成因;保護修復(fù)

壁畫，是指繪制在建筑體墻壁上的畫作。初時，繪制在巖石上，漢代以后常出現(xiàn)在宮殿、寺廟或者大型墓葬的墻壁之上，是中國古代社會最為直觀且真實的歷史再現(xiàn)，極大地彌補了歷史文獻的缺陷，也是我國物質(zhì)文化遺產(chǎn)的重要組成部分。壁畫一般由支撐結(jié)構(gòu)、地仗層和顏料層構(gòu)成，歷經(jīng)數(shù)百年自然的侵蝕，不可避免地會因為各部分的變化產(chǎn)生病害，并且部分病害會不間斷地劣化，因此要對壁畫類文物采取及時、有針對性的保護措施，并開展相關(guān)的修復(fù)工作。

一、壁畫主要病害類型及其成因

古代壁畫的病害，依據(jù)其活躍程度可以分為活動性與非活動性兩類?；顒有圆『κ侵覆『σ呀?jīng)存在，并將長期存在，還會在此基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)生劣變，造成更為嚴重或者更為復(fù)雜的病害，如酥堿;而非活動性病害是指已經(jīng)出現(xiàn)但將長期處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的病害，在未受到外力作用的情況下不會發(fā)展成更為嚴重的病害，如顏料層脫落、部分壁畫起甲、劃痕等。

酥堿是最為活躍的壁畫病害，也可以算作是其他病害的根源之一。壁畫制作成分中包含有可溶性鹽，其在空氣中所含水分的參與下可以移動到壁畫結(jié)構(gòu)中的顏料層下層、地仗層及支撐體中，并隨著水分的蒸發(fā)而結(jié)晶富集，產(chǎn)生酥堿現(xiàn)象。并且只要有水分經(jīng)過、蒸發(fā)，這部分可溶性鹽將一直處于溶解、結(jié)晶、再溶解、再結(jié)晶的動態(tài)循環(huán)之中。長此以往，會破壞壁畫穩(wěn)定的膠結(jié)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生顏料層脫落、空鼓、起甲、地仗層酥化等病害。因此，酥堿病害產(chǎn)生的主要誘因，即空氣中溫濕度的頻繁變化導(dǎo)致的可溶性鹽溶解。

地仗層脫落、產(chǎn)生裂隙或空鼓變形等可直接影響壁畫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的病害，可稱為結(jié)構(gòu)性病害，其主要成因在于墻體沉降、鹽分堆積;顏料層脫落、龜裂、起甲和壁畫表面長期覆蓋有泥土等臟污成分會造成壁畫圖像內(nèi)容的缺失，影響壁畫的美觀性和完整性，這類問題可稱為顏料性病害。顏料層中所用膠結(jié)材料的老化或比例失當(dāng)、溫濕度不平衡和雨水滲漏等是其產(chǎn)生的主要原因。另外，以褪色、變色為主的線條類病害是由光照、風(fēng)化等因素造成的。

二、傳統(tǒng)保護修復(fù)方法

遼寧凌源女神廟中發(fā)現(xiàn)飾有赭紅色勾連紋、紅黃白三色交錯的三角紋的壁面殘塊，甘肅秦安大地灣遺址中也有發(fā)現(xiàn)反映仰韶文化晚期生活的地畫，說明早在5000多年前，早期壁畫形式已經(jīng)開始出現(xiàn)。進入歷史時期后，壁畫開始用于宮室、墓葬的裝飾，逐漸成為記錄生活、宣揚禮教的重要方式之一，因此，歷朝歷代均保留了大量壁畫。但因無人科學(xué)維護或地下留存環(huán)境潮濕等因素使得絕大多數(shù)壁畫都產(chǎn)生了不同程度的病害。20世紀30年代以來，中國開始形成一系列適應(yīng)中國國情的文物保護理論，出臺了挽救瀕危文物的相關(guān)舉措，有關(guān)壁畫文物的保護與修復(fù)工作也應(yīng)運而生，形成了很多行之有效的方法，列舉如下：

1.防水脫鹽。對于已經(jīng)產(chǎn)生酥堿現(xiàn)象的壁畫來說，為了使其不再繼續(xù)劣化，要進行防水與脫鹽，阻止可溶性鹽因水分而反復(fù)溶解結(jié)晶。防止雨水下滲的措施包括裂隙灌漿和加固建筑體，防止地表水滲入可以設(shè)置防潮層、控制溫濕度，也可以種植適宜的植被。壁畫脫鹽要建立在了解壁畫所含可溶性鹽的成分和含量的基礎(chǔ)上。然后經(jīng)過試驗，選擇高吸水、高吸鹽的脫鹽材料，對病害部位進行脫鹽加固。但根據(jù)酥堿病害產(chǎn)生的因素，還應(yīng)采取預(yù)防為主的原則，因為一旦產(chǎn)生酥堿，很難一次性修復(fù)根除。

2.加固處理。針對空鼓、裂隙等結(jié)構(gòu)性病害，可以利用灌漿、錨固、注射等方法對壁畫進行加固處理。灌漿法不破壞壁畫表面整體，可保持畫面美觀，做法是壁畫表面進行除塵處理，根據(jù)空鼓面積的大小和分布情況選取灌漿孔，手工開鉆注漿孔，設(shè)立支頂架，埋設(shè)膠管，按照由下而上的順序進行灌漿;錨固法就是在病害部位添加適當(dāng)數(shù)量的錨桿，雖可以實現(xiàn)對壁畫的最小干預(yù)，但不太美觀;注射法是在對病害部位進行清塵后，用1∶1的酒精和純凈水合劑對需要加固的部位進行霧狀回軟，打通空隙，然后注射高分子材料粘結(jié)劑[聚醋酸乙烯酯乳液（白乳膠）、丙烯酸及有機硅丙烯酸乳液和明膠最為合適]，用物理作用回貼，回貼的同時用棉花包進行排壓處理，防止回貼后出現(xiàn)氣泡。

3.清洗壁面。煙熏污漬可用石油醚清洗，石油醚揮發(fā)性比較好，且不溶于水，可以用來清理因煙熏形成的污漬。另外，用丙酮和酒精作為清洗劑，可以有效地清洗壁畫表面留存的油污;對于有保護層的壁畫應(yīng)使用酒精和水合劑進行清洗。積塵可應(yīng)用物理方法清理，較為厚重的污垢和硬物可用機械法去除。

4.檢測維護。壁畫病害還包括因日照等自然因素引起的褪色、變色和人為破壞產(chǎn)生的劃刻，這類問題需要相關(guān)保護部門加大對壁畫的保護力度，對壁畫的保存環(huán)境進行系統(tǒng)規(guī)劃，也需要建立完善的保管制度，定期檢測與日常維護，嚴禁游客涂抹刻畫，對壁畫造成人為的二次傷害。

三、現(xiàn)代科技保護修復(fù)方法

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，古壁畫的數(shù)字化修復(fù)是近年來壁畫保護方面的新興課題，也正在逐漸成為壁畫保護的主要手段。新型儀器、Photoshop等軟件及IDRISI等算法的應(yīng)用在壁畫的虛擬修復(fù)、預(yù)防性保護和數(shù)字化等方面產(chǎn)生了重要影響。

2014年，唐代韓休墓的發(fā)掘過程中，運用多光譜照相機和顯微照相的技術(shù)對壁畫進行完整精細的圖像記錄，在不接觸壁畫表面的前提下，利用色度記錄儀及時記錄墓葬開啟時壁畫的色度信息;同時利用便攜X射線熒光光譜儀、便攜拉曼光譜儀、紅外熱成像儀等設(shè)備對壁畫材質(zhì)、現(xiàn)存病害進行無損調(diào)查與分析。同樣的儀器也應(yīng)用于唐武惠妃墓、唐懿德太子墓及敦煌莫高窟等多處壁畫的修復(fù)工作中，在最小干預(yù)的前提下，對壁畫的材料、工藝和病害進行初步分析，為后期的保護與修復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。

Adobe Photoshop是Adobe Systems開發(fā)和發(fā)行的圖像處理軟件，主要處理由像素構(gòu)成的數(shù)字圖像。軟件可以對圖像進行剪切、合成、調(diào)整色度色效等操作。目前，已經(jīng)被應(yīng)用于文物保護工作中的虛擬修復(fù)。虛擬修復(fù)的范疇包括對壁畫表面附著物的清理，依據(jù)對整體壁畫圖像的分析補全線條和顏料層的缺失部分，校正變色、褪色區(qū)域的色度等。在虛擬修復(fù)過程中，Photoshop軟件可以對無褪色、紋飾完好的區(qū)域進行分析，忽略病害影響，對特定區(qū)域進行準確修復(fù)。Photoshop軟件所具備的對色彩和線條的模擬處理能力，可以在不改變壁畫現(xiàn)狀的前提下，最大程度上展現(xiàn)古代壁畫的原始面貌，既保證藝術(shù)效果也能夠留存歷史信息，加快我國古代壁畫數(shù)字化修復(fù)的研究進程，也為壁畫相關(guān)的研究課題提供了完善圖像資料的捷徑。

地理信息系統(tǒng)GIS是能夠?qū)Φ乩硇畔⑦M行高效獲取、科學(xué)管理、及時更新、分析顯示等操作的計算機信息系統(tǒng)。將GIS與圖像處理工具結(jié)合的IDRISI軟件在柵格分析方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位，軟件包括數(shù)據(jù)庫查詢、空間建模等分類功能，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測和資源管理方面可以有效發(fā)揮它的作用。運用其對壁畫及壁畫保存環(huán)境進行系統(tǒng)調(diào)查，可以對壁畫的不同層面分別繪制病害示意圖，對不同部位的病害進行有針對性的分析，判斷單一病害的發(fā)展趨勢與多個病害相互影響的可能性，為壁畫的現(xiàn)狀調(diào)查開拓新的思路。以紋理填充為主要功能的Criminisi圖像修復(fù)算法對破損區(qū)域面積較小且不存在未知圖像信息的壁畫進行修復(fù)可以產(chǎn)生較好的效果。LACDD圖像修補算法可以根據(jù)壁畫破損區(qū)域的局部曲率和梯度特征進行破損區(qū)域的圖像修復(fù)，有效地縮減壁畫修復(fù)時間，提升修復(fù)效率。另外，運用光滑函數(shù)對壁畫進行角點擴散的處理有去噪和保護壁畫邊沿的作用，能夠防止在修復(fù)過后出現(xiàn)圖像模糊或邊沿處圖像不自然的問題。上述算法均對壁畫的局部修復(fù)與預(yù)防性保護產(chǎn)生積極作用，為壁畫的科學(xué)修復(fù)提供參考。

壁畫的數(shù)字化過程包括圖像的采集、修復(fù)、轉(zhuǎn)換和建立數(shù)據(jù)庫四個階段。運用高精度的專業(yè)數(shù)碼相機對壁畫各部分圖案進行多角度拍攝，形成多幅照片，然后拼接、校正成一幅完整的壁畫圖像，經(jīng)過修復(fù)、轉(zhuǎn)換，進入數(shù)據(jù)庫，可供專家學(xué)者進行研究，也可為游客提供便利的觀賞條件。

壁畫類文物因受自身成分、自然因素與人為破壞等因素影響，大多包含有不同數(shù)量、不同程度的病害。目前，我國相關(guān)文物部門正在綜合運用傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代技術(shù)對其開展有效的保護修復(fù)工作，并且已經(jīng)取得可觀的成果。筆者認為對壁畫類文物最好最重要的保護措施就是加大預(yù)防性保護的力度，對其進行日常的維護與檢測。對壁畫保護空間內(nèi)進行恒溫恒濕處理，避免受到外界環(huán)境的影響，使壁畫在相對穩(wěn)定的環(huán)境下得到妥善的保護。在壁畫出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時及時進行修復(fù)止損，使其能夠長久保存，充分發(fā)揮其文物的社會價值。

參考文獻：

[1]王進玉.敦煌莫高窟洞窟現(xiàn)狀調(diào)查與病害分類[J].敦煌研究，2005（06）：113-117.

[2]郭宏等.敦煌莫高窟壁畫酥堿病害機理研究之一[J].敦煌研究，1998（03）：153-158.

[3]樊丹丹等. Photoshop虛擬修復(fù)在奉國寺壁畫保護中的應(yīng)用[J].文物保護與考古科學(xué)，2020（06）：95-103.

[4]陳港泉等.陜西白水倉頡廟酥堿壁畫脫鹽修復(fù)的初步試驗[J].敦煌研究，2009（06）：8-12.

[5]郭宏等. 敦煌莫高窟壁畫酥堿病害機理研究之三[J].敦煌研究，1999（03）：153-164.

[6]蘇伯民等.高分子材料應(yīng)用于莫高窟壁畫保護的歷史、現(xiàn)狀與研究[J].敦煌研究，2018（01）：80-84.

[7][8].宋耀春等.古建筑壁畫保護及修復(fù)——以青海塔爾寺嘉木央活佛府邸為例[C].中國傳統(tǒng)建筑彩畫油飾傳承與發(fā)展學(xué)術(shù)論壇，2017.

[9].陜西省考古研究所文物保護研究室.2008-2017年陜西文物保護研究綜述[J].考古與文物，2018（05）：148-169.

[10]樊丹丹等. Photoshop虛擬修復(fù)在奉國寺壁畫保護中的應(yīng)用[J].文物保護與考古科學(xué)，2020（06）：95-103.

[11]王小偉等. IDRISI軟件分析功能在古代壁畫預(yù)防性保護中的應(yīng)用[J].甘肅科技，2018（04）：56-58.

[12]王小偉等.GIS軟件在莫高窟現(xiàn)狀調(diào)查中的應(yīng)用[J].敦煌研究，2008（06）：87-90.

[13]陳永等.改進曲率驅(qū)動模型的敦煌壁畫修復(fù)算法[J].計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報，2020（05）：787-796.

[14]李永明等.古代壁畫數(shù)字化版權(quán)問題初探[J].浙江大學(xué)學(xué)報（人文社會科學(xué)版），2011（01）：95-102.

作者簡介：

胡穎，碩士研究生，研究方向：文化遺產(chǎn)